CN113465477A - 一种检测端面齿倾斜度的组合检具及检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种检测端面齿倾斜度的组合检具及检测方法，属于检具检测技术领域，本发明为了解决目前端面齿倾斜度没有专用检具检测，仅能借助三坐标测量设备检测，检测时间长、操作复杂且设备昂贵的问题。包括基准板、限位组件、读取组件、调整组件和定位组件。千分表通过限位组件、读取组件和基准组件获得测量基准，端面齿法兰的齿槽斜面分别与各定位轴的定位球头相切，如果齿槽倾斜度不合格将导致测量板发生转动，可通过千分表的指针变化来判断。本发明是检测端面齿倾斜度专用的检具和检测方法，检具制造成本低、方法操作简单、结果可直接读取、检测时间短、效率高。

Description

一种检测端面齿倾斜度的组合检具及检测方法
技术领域
本发明属于检具检测技术领域，具体涉及一种检测端面齿倾斜度的组合检具及检测方法。
背景技术
端面齿法兰是用于传动轴与传动轴之间，连接并传递转动动能的工件，因其法兰面设有端面齿而具备良好的抗扭转能力，被广泛应用于机动车传动领域。
端面齿法兰的齿形斜面加工的是否合格直接影响端面齿法兰的性能，然而对端面齿倾斜度的检测却一直困扰着机械加工行业，原因是端面齿法兰的齿形小，没有检测空间，更没有专用的检具可以直接进行检测，目前仅能借助三坐标测量设备检测，此方法检测时间长、设备价格昂贵、操作复杂，但端面齿又是端面齿法兰的重要部分，必须进行合格性检测，如不合格品装入设备中就对传动***留下了安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种检测端面齿倾斜度的组合检具及检测方法，以解决目前端面齿倾斜度没有专用检具检测，仅能借助三坐标测量设备检测，检测时间长、操作复杂且设备昂贵的问题。本发明采取的技术方案是：
一种检测端面齿倾斜度的组合检具，包括平台、基准板、限位组件、读取组件、调整组件、固定定位轴、转动定位组件和端面齿法兰；转动定位组件转动设置于平台上且转动定位组件的测量面竖直设置，转动定位组件长度方向的一侧面水平两端分别设有与该侧面限位配合的调整组件，调整两调整组件可改变转动定位组件转动范围，基准板固定在平台上且基准板设置在转动定位组件的测量板一端，基准板的基准面竖直设置，测量板的测量面所在平面和基准板的基准面所在平面相交线与转动定位组件转轴的轴心线共线，限位组件设置在平台上且在读取组件和基准板的基准面之间，读取组件贴合平台和限位组件的限位面滑动，两固定定位轴分别与平台连接且分列转动定位组件长度方向两侧，端面齿法兰的齿槽分别与固定定位轴、第二定位轴和弹簧定位轴的定位球头配合。
进一步的，端面齿法兰可以理解为申请号为CN201721238730.0的专利中提到的一种传动轴端面齿凸缘。
进一步的，转动定位组件包括转动定位板、第二定位轴、弹簧定位轴、弹簧、锁紧螺钉、测量板、台阶轴和轴套；转动定位板通过台阶轴和轴套与平台转动配合，沿转动定位板长度方向台阶轴的两侧分别设有弹簧定位轴和第二定位轴，弹簧定位轴通过弹簧和锁紧螺钉与转动定位板限位滑动配合，测量板设在转动定位板长向的一端且设在靠近弹簧定为轴一侧，台阶轴、第二定位轴和弹簧定位轴的轴心线相互平行且都在测量板的测量面所在的平面上，弹簧定位轴轴心线和第二定位轴轴心线分别与台阶轴轴心线的距离同端面齿法兰的齿槽范围半径相匹配。
进一步的，第二定位轴顶部为球形体，端面齿齿槽斜面与球形体相切配合。
进一步的，弹簧定位轴顶部为球形体，端面齿齿槽斜面与球形体相切配合。
进一步的，两固定定位轴轴心线与台阶轴轴心线平行，台阶轴轴心线在两固定定位轴轴心线所在的平面上且该平面与基准板的基准面之间的夹角同端面齿法兰的两组端面齿夹角相匹配，两固定定位轴轴心线分别和台阶轴轴心线的距离同端面齿法兰的齿槽范围半径相匹配。
进一步的，固定定位轴顶部为球形体，端面齿齿槽斜面与球形体相切配合。
进一步的，限位组件包括限位块和销钉；限位块和销钉都与平台连接，限位组件的限位面与基准板的基准面平行，销钉与读取组件移动方向的侧面限位配合。
进一步的，读取组件包括千分表和测量表座；千分表水平穿过测量表座并与测量表座固定,测量表座与限位块的限位面配合，千分表的测头与基准面所在平面垂直接触且千分表主指针转动大于一圈并在量程之内，测量表座同时与限位块和销钉贴合时，以固定的位置对测量板测量。
进一步的，调整组件包括挡板和手拧螺钉；挡板与平台连接，手拧螺钉与挡板螺纹配合，通过手拧螺钉的旋紧旋松限制转动定位组件的转动范围。
本发明还提供了一种检测端面齿倾斜度的检测方法，采用了上述一种检测端面齿倾斜度的组合检具完成操作过程，包括如下步骤：
步骤1：测量前需要进行表的校正，千分表安装在测量表座上组成读取组件，使测头朝向基准板的基准面，推动读取组件使测量表座与限位块完全贴合且测头与基准板垂直接触，使千分表主指针转动大于一圈并在量程之内，调整千分表的表盘使主指针指向0刻度，同时记住转数指针的值a；
步骤2：移动读取组件，使测量表座与平台、限位块和销钉同时贴合，以固定的位置对测量板测量，通过调整两调整组件，使千分表的主指针指向0刻度，转数指针值也为a，测量板的测量面与基准版的基准面齐平；
步骤3：放置被检测零件端面齿法兰，将两个固定定位轴和第二定位轴的定位球头都落入端面齿法兰齿槽内，使各定位轴的定位球头分别与配合齿槽的两斜面相切，同时弹簧限位轴受到弹力作用，弹簧限位轴的定位球头也会与齿槽紧密接触；
步骤4：调整两调整组件，使转动定位板不再受到转动限位，弹簧限位轴在弹簧弹力的作用下自动找正齿槽，判断工件是否合格，其检测判断标准为：
a：千分表指针不发生转动，说明转动定位板(21)未发生转动，则弹簧限位轴(25)所在的齿槽两侧斜面倾斜度相同，因加工齿槽的刀具外形斜度固定，端面齿倾斜度与加工刀具外形斜度匹配，则可以判断端面齿两侧倾斜度相同即加工符合要求；
b：千分表的指针顺时针旋转，说明转动定位板(21)发生顺时针转动，则弹簧限位轴(25)所在的齿槽两侧斜面倾斜度顺时针侧大于逆时针侧，表针转动刻度在公差范围内即为合格，超出要求公差即为不合格；
c：千分表的指针逆时针旋转，说明转动定位板(21)发生逆时针转动，则弹簧限位轴(25)所在的齿槽两侧斜面倾斜度逆时针侧大于顺时针侧，表针转动刻度在公差范围内即为合格，超出要求公差即为不合格。
本发明与现有技术相比，具备的有益效果为：检测端面齿倾斜度专用的检具和检测方法，检具制造成本低、操作简单、结果可直接读取、检测时间短、效率高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，
图2是本发明去掉端面齿法兰后的俯视图，
图3是过基准板的基准面的剖视图，
图4是图3过弹簧定位轴轴心线的剖视图，
图中：1平台、2转动定位组件、21转动定位板、22第二定位轴、221第二定位轴定位球头、23台阶轴、24台阶轴套、25弹簧定位轴、251弹簧定位轴定位球头、26测量板、261测量面、27弹簧定位轴套、28锁紧螺钉、3固定定位轴、301固定定位轴定位球头、4基准板、401基准面、5调整组件、51挡板、52手拧螺钉、6端面齿法兰、7读取组件、71测量表座、72千分表、8限位组件、81限位块、811限位面、82限位销钉。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明作进一步详细说明，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施例。
如图所示，一种检测端面齿倾斜度的组合检具，包括包括平台1、基准板4、限位组件8、读取组件7、调整组件5、固定定位轴3、转动定位组件2和端面齿法兰6；转动定位组件2转动设置于平台1上且转动定位组件2的测量面261竖直设置，转动定位组件2长度方向的一侧面水平两端分别设有与该侧面限位配合的调整组件5，基准板4固定在平台1上且基准板4设置在转动定位组件2的测量板26一端，基准板4的基准面401竖直设置，转动定位组件2的测量面261所在平面和基准板4的基准面401所在平面相交线与转动定位组件2转轴的轴心线共线，限位组件8设置在平台1上且在读取组件7和基准板4的基准面401之间，读取组件7贴合平台1和限位组件8的限位面811滑动，两固定定位轴3分别与平台1连接且分列转动定位组件2长度方向两侧，端面齿法兰6的齿槽分别与固定定位轴3、第二定位轴22和弹簧定位轴25的定位球头配合。
进一步的，端面齿法兰6可以理解为申请号为CN201721238730.0的专利中提到的一种传动轴端面齿凸缘。
进一步的，转动定位组件2包括转动定位板21、第二定位轴22、弹簧定位轴25、锁紧螺钉28、测量板26、台阶轴23和台阶轴套24；转动定位板22通过台阶轴23和台阶轴套24与平台1转动配合，沿转动定位板22长度方向台阶轴23的两侧分别设有弹簧定位轴25和第二定位轴22，弹簧定位轴25通过弹簧和锁紧螺钉28与转动定位板21限位滑动配合，测量板26设在转动定位板21长向的一端且设在靠近弹簧定为轴25一侧，台阶轴23、第二定位轴22和弹簧定位轴25的轴心线相互平行且都在测量板26的测量面261所在的平面上，弹簧定位轴25轴心线和第二定位轴22轴心线分别与台阶轴23轴心线的距离同端面齿法兰6的齿槽范围半径相匹配。
进一步的，第二定位轴22顶部的第二定位轴定位球头221为球形体，端面齿法兰6齿槽斜面与第二定位轴定位球头221相切配合。
进一步的，弹簧定位轴25顶部的弹簧定位轴定位球头251为球形体，端面齿法兰6齿槽斜面与弹簧定位轴定位球头251相切配合。
进一步的，两固定定位轴3轴心线与台阶轴23轴心线平行，台阶轴23轴心线在两固定定位轴3轴心线所在的平面上且该平面与基准板4的基准面401之间的夹角同端面齿法兰的两组端面齿夹角相匹配，两固定定位轴3轴心线分别和台阶轴23轴心线的距离同端面齿法兰的齿槽范围半径相匹配。
进一步的，固定定位轴3顶部的固定定位轴定位球头301为球形体，端面齿法兰6齿槽斜面与固定定位轴定位球头301相切配合。
进一步的，限位组件8包括限位块81和限位销钉82；限位块81和销钉82都与平台1连接，限位块81的限位面811与基准板4的基准面401平行，限位销钉82与读取组件7移动方向的面限位配合。
进一步的，读取组件7包括千分表72和测量表座71；千分表72水平穿过测量表座71并与其固定,测量表座71与限位块81的限位面811配合，千分表72的测头与基准面401所在平面垂直接触且千分表72主指针转动大于一圈并在量程之内，测量表座71同时与限位块81和限位销钉82贴合时，以固定的位置对测量板26测量。
进一步的，调整组件5包括挡板51和手拧螺钉52；挡板51与平台1连接，手拧螺钉52与挡板51螺纹配合。
本发明还提供了一种检测端面齿倾斜度的检测方法，采用了上述一种检测端面齿倾斜度的组合检具完成操作过程，包括如下步骤：
步骤1：测量前需要进行表的校正，千分表72安装在测量表座71上组成读取组件7，使测头朝向基准板4的基准面401，推动读取组件7使测量表座71与限位块81完全贴合且测头与基准面401垂直接触，使千分表71主指针转动大于一圈并在量程之内，调整千分表71的表盘使主指针指向0刻度，同时记住转数指针的值a；
步骤2：移动读取组件7，使测量表座71与平台1、限位块81和销钉82同时贴合，以固定的位置对测量板261测量，通过调整两调整组件5，使千分表71的主指针指向0刻度，转数指针值也为a，测量板26的测量面261与基准版4的基准面401齐平；
步骤3：放置被检测零件端面齿法兰6，将两个固定定位轴3和第二定位轴22的定位球头都落入端面齿法兰6齿槽内，使各定位轴的定位球头分别与配合齿槽的两斜面相切，同时弹簧限位轴25受到弹力作用，弹簧限位轴25的定位球头也会与齿槽紧密接触；
步骤4：调整两调整组件5，使转动定位板21不再受到转动限位，弹簧限位轴25在弹簧弹力的作用下自动找正齿槽，判断工件是否合格，其检测判断标准为：
a：千分表指针不发生转动，说明转动定位板21未发生转动，则弹簧限位轴25所在的齿槽两侧斜面倾斜度相同，因加工齿槽的刀具外形斜度固定，端面齿倾斜度与加工刀具外形斜度匹配，则可以判断端面齿两侧倾斜度相同即加工符合要求；
b：千分表的指针顺时针旋转，说明转动定位板21发生顺时针转动，则弹簧限位轴25所在的齿槽两侧斜面倾斜度顺时针侧大于逆时针侧，表针转动刻度在公差范围内即为合格，超出要求公差即为不合格；
c：千分表的指针逆时针旋转，说明转动定位板21发生逆时针转动，则弹簧限位轴25所在的齿槽两侧斜面倾斜度逆时针侧大于顺时针侧，表针转动刻度在公差范围内即为合格，超出要求公差即为不合格。
本组合夹具的设计，主要依据工件自身重量进行的，依靠三点定位原理进行工件定位，通过弹簧轴进行过定位，在定位过程中，迫使两个支撑点发生旋转，然后利用千分表去测量旋转量，把端面齿加工过程产生的误差，转换为旋转量，把旋转量转换成位移量，利用千分表表去检测位移量，从而得到端面齿倾斜度的误差。加工误差转位位移量的过程需要经过严格的计算才可以得到，具体计算过程要依据端齿切斜度、四点检测的球直径等进行详细计算，在此不陈述，主要说明检测过程和所使用的机械原理。
以上实施例只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (10)

1.一种检测端面齿倾斜度的组合检具，其特征在于：包括平台(1)、基准板(4)、限位组件(8)、读取组件(7)、调整组件(5)、固定定位轴(3)和转动定位组件(2)；转动定位组件(2)转动设置于平台(1)上且转动定位组件(2)的测量面(261)竖直设置，转动定位组件(2)长度方向的一侧面水平两端分别设有与该侧面限位配合的调整组件(5)，基准板(4)固定在平台(1)上且基准板(4)设置在转动定位组件(2)的测量板(26)一端，基准板(4)的基准面(401)竖直设置，测量面(261)所在平面和基准面(401)所在平面相交线与转动定位组件(2)转轴的轴心线共线，限位组件(8)设置在平台(1)上且位于读取组件(7)和基准面(401)之间，读取组件(7)贴合平台(1)和限位组件(8)的限位面(811)滑动，两个固定定位轴(3)分别与平台(1)连接且分列转动定位组件(2)长度方向两侧。
2.根据权利要求1所述的一种检测端面齿倾斜度的组合检具，其特征在于：所述转动定位组件(2)包括转动定位板(21)、第二定位轴(22)、弹簧定位轴(25)、锁紧螺钉(28)、测量板(26)、台阶轴(23)和台阶轴套(24)；转动定位板(22)通过台阶轴(23)和台阶轴套(24)与平台(1)转动配合，沿转动定位板(22)长度方向台阶轴(23)的两侧分别设有弹簧定位轴(25)和第二定位轴(22)，弹簧定位轴(25)通过弹簧和锁紧螺钉(28)与转动定位板(21)限位滑动配合，测量板(26)设在转动定位板(21)长向的一端且设在靠近弹簧定为轴(25)一侧，台阶轴(23)、第二定位轴(22)和弹簧定位轴(25)的轴心线相互平行且都在测量板(26)的测量面(261)所在的平面上，弹簧定位轴(25)轴心线和第二定位轴(22)轴心线分别与台阶轴(23)轴心线的距离同端面齿法兰的齿槽范围半径相匹配。
3.根据权利要求2所述的一种检测端面齿倾斜度的组合检具，其特征在于：所述第二定位轴(22)顶部的第二定位轴定位球头(221)为球形体，端面齿法兰齿槽斜面与第二定位轴定位球头(221)相切配合。
4.根据权利要求3所述的一种检测端面齿倾斜度的组合检具，其特征在于：所述弹簧定位轴(25)顶部的弹簧定位轴定位球头(251)为球形体，端面齿法兰齿槽斜面与弹簧定位轴定位球头(251)相切配合。
5.根据权利要求4所述的一种检测端面齿倾斜度的组合检具，其特征在于：所述两固定定位轴(3)轴心线与台阶轴(23)轴心线平行，台阶轴(23)轴心线在两固定定位轴(3)轴心线所在的平面上且该平面与基准板(4)的基准面(401)之间的夹角同端面齿法兰的两组端面齿夹角相匹配，两固定定位轴(3)轴心线分别和台阶轴(23)轴心线的距离同端面齿法兰的齿槽范围半径相匹配。
6.根据权利要求5所述的一种检测端面齿倾斜度的组合检具，其特征在于：所述固定定位轴(3)顶部的固定定位轴定位球头(301)为球形体，端面齿法兰齿槽斜面与固定定位轴定位球头(301)相切配合。
7.根据权利要求6所述的一种检测端面齿倾斜度的组合检具，其特征在于：所述限位组件(8)包括限位块(81)和限位销钉(82)；限位块(81)和销钉(82)都与平台(1)连接，限位块(81)的限位面(811)与基准板(4)的基准面(401)平行，限位销钉(82)与读取组件(7)移动方向的面限位配合。
8.根据权利要求7所述的一种检测端面齿倾斜度的组合检具，其特征在于：所述读取组件(7)包括千分表(72)和测量表座(71)；千分表(72)水平穿过测量表座(71)并与其固定,测量表座(71)与限位块(81)的限位面(811)配合，千分表(72)的测头与基准面(401)所在平面垂直接触且千分表(72)主指针转动大于一圈并在量程之内，测量表座(71)同时与限位块(81)和限位销钉(82)贴合时，以固定的位置对测量板(26)测量。
9.根据权利要求8所述的一种检测端面齿倾斜度的组合检具，其特征在于：所述调整组件(5)包括挡板(51)和手拧螺钉(52)；挡板(51)与平台(1)连接，手拧螺钉(52)与挡板(51)螺纹配合。
10.一种检测端面齿倾斜度的检测方法，采用权利要求1至9任一所述的一种检测端面齿倾斜度的组合检具完成操作过程，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：测量前需要进行表的校正，千分表(72)安装在测量表座(71)上组成读取组件(7)，使测头朝向基准板(4)的基准面(401)，推动读取组件(7)使测量表座(71)与限位块(81)完全贴合且测头与基准面(401)垂直接触，使千分表(71)主指针转动大于一圈并在量程之内，调整千分表(71)的表盘使主指针指向0刻度，同时记住转数指针的值a；
步骤2：移动读取组件(7)，使测量表座(71)与平台(1)、限位块(81)和销钉(82)同时贴合，以固定的位置对测量板(261)测量，通过调整两调整组件(5)，使千分表(71)的主指针指向0刻度，转数指针值也为a，测量板(26)的测量面(261)与基准版(4)的基准面(401)齐平；
步骤3：放置被检测零件端面齿法兰，将两个固定定位轴(3)和第二定位轴(22)的定位球头都落入端面齿法兰齿槽内，使各定位轴的定位球头分别与所配合齿槽的两斜面相切，同时弹簧限位轴(25)受到弹力作用，弹簧限位轴(25)的定位球头也会与齿槽紧密接触；
步骤4：调整两调整组件(5)，使转动定位板(21)不再受到转动限位，弹簧限位轴(25)在弹簧弹力的作用下自动找正齿槽，判断工件是否合格，其检测判断标准为：
a：千分表指针不发生转动，说明转动定位板(21)未发生转动，则弹簧限位轴(25)所在的齿槽两侧斜面倾斜度相同，因加工齿槽的刀具外形斜度固定，端面齿倾斜度与加工刀具外形斜度匹配，则可以判断端面齿两侧倾斜度相同即加工符合要求；
b：千分表的指针顺时针旋转，说明转动定位板(21)发生顺时针转动，则弹簧限位轴(25)所在的齿槽两侧斜面倾斜度顺时针侧大于逆时针侧，表针转动刻度在公差范围内即为合格，超出要求公差即为不合格；
c：千分表的指针逆时针旋转，说明转动定位板(21)发生逆时针转动，则弹簧限位轴(25)所在的齿槽两侧斜面倾斜度逆时针侧大于顺时针侧，表针转动刻度在公差范围内即为合格，超出要求公差即为不合格。
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